一种芯片和电池系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种芯片和电池系统。

背景技术

对于串联多节电芯以获取更高电池输出电压的电池组，由于每节电芯之间容量的不匹配及老化程度不同，使用时间越久，各个电芯的电压相差会越大，电芯电压之间的差会造成电池有效电量变低。例如，充电时，电芯电压最高的先触发充电过压保护，于是整串电芯都无法充电，其它电芯无法充满；放电时，电芯电压最低的先触发放电过压保护，于是整串电芯都无法放电。

最恶劣的情况是：电芯电压差非常大，使电池组中某节电芯电压低到接近放电过压保护，而另外某节电芯电压高到接近充电过压保护。这种电池组即无法进行有效充电，也无法进行有效放电，只能提前报废。因此，为了更好地利用电池组，需要对每个电芯的电量进行管理，例如，可在电池保护芯片中对串联的电芯做电量平衡设计，但这样会产生热量，使芯片内的散热成为限制平衡放电电流上限的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种芯片和电池系统，能准确采集电芯的电压，并且，方便进行散热，有利于提高平衡放电电流的上限，同时方便用户调节平衡放电电流。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种芯片，所述芯片包括芯片主体和设置在所述芯片主体上的平衡放电电路，所述平衡放电电路包括：至少两个开关器件，每个开关器件用于与所述芯片主体外的电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端；控制电路，与每个所述开关器件的两端耦接，并用于在所述开关器件断开时采集断开的开关器件耦接的电芯的电压，进而根据采集的电芯的电压，确定是否控制至少一个开关器件导通，以对耦接的电芯进行平衡放电。

可选地，所述至少两个开关器件串联，串联的至少两个开关器件的一端用于与所述串联的至少两个电芯的第一端耦接并接地，所述串联的至少两个开关器件的另一端用于耦接所述串联的至少两个电芯的第二端；每个开关器件的远离地的端部用于与所述电阻耦接，在相邻两个开关器件中，上级开关器件用于与所述上级开关器件耦接的电阻、下级开关器件耦接的电阻串联后再耦接于所述上级开关器件对应的电芯两端；并且，在所述控制电路采集至少一个电芯的电压时，所述控制电路控制所述至少两个开关器件均截止。

可选地，所述控制电路还包括第一反相器，其中，最下级开关器件接地且为NMOS管，其控制端与所述第一反相器的输入端耦接，所述第一反相器的输出端用于接收所述控制电路发送的控制信号，最上级开关器件为PMOS管，位于所述串联的至少两个开关器件之间的开关器件为以下中的一者：NMOS管、PMOS管、NMOS管和PMOS管的组合。

可选地，所述控制电路包括：至少两个采集电路或至少两个比较电路，每个所述采集电路或每个比较电路与所述至少两个开关器件中的一者的两端耦接，每个所述采集电路用于在所述开关器件断开时采集所述开关器件耦接的电芯的电压，每个所述比较电路用于在所述开关器件断开时采集所述开关器件耦接的电芯的电压，并将所述电芯的电压与设定值进行比较后输出比较结果；控制逻辑，用于输出至少两个第一控制信号，每个所述第一控制信号用于表征是否需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压；并且，所述控制逻辑与所述至少两个采集电路或所述至少两个比较电路的输出端耦接，并用于根据所述至少两个采集电路或所述至少两个比较电路的输出结果输出至少两个第二控制信号，每个所述第二控制信号用于表征相应的开关器件耦接的电芯的电压是否大于平衡放电阈值电压；逻辑运算电路，用于对至少一个第一控制信号和至少一个第二控制信号进行逻辑运算，以输出至少一个控制信号，每个所述控制信号用于控制相应的所述开关器件截止或导通。

可选地，所述逻辑运算电路包括：第一或门，包括至少两个输入端，所述第一或门的至少两个输入端对应接收所述至少两个第一控制信号，所述第一或门的输出端用于输出第三控制信号，所述第三控制信号用于表征所有开关器件是否截止；至少两个第二或门，每个所述第二或门的第一输入端用于接收耦接的开关器件对应的第一控制信号，每个所述第二或门的第二输入端用于接收所述第三控制信号，每个所述第二或门的输出端用于输出所述控制信号并与所述至少两个开关器件中的一者的控制端耦接。

可选地，所述第二或门还包括第三输入端，所述第三输入端用于接收第四控制信号，所述第四控制信号用于表征所有开关器件对应耦接的电芯是否均需要进行平衡放电；其中，在所有开关器件对应耦接的电芯均需要进行平衡放电，所述第四控制信号为逻辑高电平，在至少一个开关器件对应耦接的电芯不需要进行平衡放电，所述第四控制信号为逻辑低电平；所述控制电路还包括第三或门和第二反相器，所述第三或门包括至少两个输入端，所述第三或门的至少两个输入端分别对应接收至少两个第二控制信号，所述第三或门的输出端与所述第二反相器的输入端耦接，所述第二反相器的输出端用于输出所述第四控制信号。

可选地，每个所述采集电路或每个所述比较电路还接收所述第一控制信号，所述第一控制信号用于控制相应的采集电路或比较电路是否进行工作；其中：所述第一控制信号为第一逻辑电平，所述第一逻辑电平表征需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压，并且，所述第一逻辑电平还控制相应的采集电路或比较电路进行工作；所述第一控制信号为第二逻辑电平，所述第二逻辑电平表征不需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压，并且，所述第二逻辑电平还控制相应的采集电路或比较电路停止工作。

可选地，所述芯片还包括外围电路，所述外围电路包括至少两个所述电阻，所述至少两个电阻与所述至少两个开关器件分别串联。

可选地，所述芯片为电池保护芯片，其上集成有电池保护电路，所述电池保护电路用于对所述串联的至少两个电芯进行保护。

本发明第二方面提供一种电池系统，所述电池系统包括：串联的至少两个电芯；上述第一方面提供的芯片，所述芯片上的每个开关器件与所述芯片主体外的电阻串联后再耦接于所述串联的至少两个电芯中的一者的两端。

在上述方案中，每个开关器件与芯片主体外的电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端，控制电路与每个开关器件的两端耦接，并在开关器件断开时采集断开的开关器件耦接的电芯的电压，能够准确采集电芯的电压，且电阻设置在芯片主体外，方便进行散热，有利于提高平衡放电电流的上限，同时方便用户通过调节电阻大小的方式调节平衡放电电流。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一种被动式均衡电路的结构示意图；

图2A为本申请第一实施例提供的芯片的结构示意图；

图2B为图2A所示的芯片的一种变型的结构示意图；

图3A为本申请第二实施例提供的芯片的结构示意图；

图3B为图3A所示的芯片的一种变型的结构示意图；

图4为本申请第一实施例提供的电池系统的结构示意图；

图5为本申请第二实施例提供的电池系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为一种被动式均衡电路的结构示意图。如图1所示，该被动式均衡电路包括多个串联的电池110和多个均衡单元120，每个电池110分别与一个对应的均衡单元120相连。每个均衡单元120包括比较器121、均衡启动电压源122、均衡电阻123和开关元件124。

其中，比较器121的一个输入端电性连接对应的电池110，以采集对应电池110的电压，而其另一个输入端电性连接均衡启动电压源122，从而将对应电池110的电压与均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压进行比较，以产生相应的控制信号。

均衡电阻123和开关元件124并联在对应电池110的正、负电极端，从而构成一个均衡回路，且开关元件124进一步连接比较器121的输出端以接收比较器121所产生的控制信号，从而根据控制信号而确定开关元件124是否导通，即控制信号确定均衡电阻123、开关元件124所构成的均衡回路是否对对应的电池110执行均衡操作。

在充电过程中，均衡单元120中的比较器121采集对应电池110的电压，并与均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压进行比较。如果所采集的对应电池110的电压高于均衡启动电压，则比较器121所发出的控制信号控制开关元件124闭合，均衡电阻123和开关元件124所构成的均衡回路开启，以利用均衡电阻123对对应电池110进行放电，以消耗对应电池110的电量。也就是说，电池组中的各个电池110，在充电过程中，电量状态越高的电池110越早到达均衡启动电压，其对应的均衡回路开启的时间也越长，消耗的电量也越多，从而达到了电池组中的各个电池110的电量均衡的目的。

上述方案存在以下问题：

1)该被动式均衡电路中各个电池110中多余的电量会被对应的均衡电阻123消耗，所以被动式均衡电路工作时会散发出大量的热量，特别是当被动式均衡电路中有比较多的电池110的电压高于均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压，需要对其执行均衡操作时，则发热量会相应地增加，散热的问题比较严重。因此该被动式均衡电路的均衡电流不能太大，其均衡能力有限。

2)、均衡电阻123和开关元件124串联后耦接电池110的两端，比较器121的两个输入端与串联的均衡电阻123和开关元件124并联，仅通过一个比较器121的输出端输出的控制信号控制一个开关元件124的导通和截止，即不同均衡单元中开关元件124的导通和截止独立控制，导致电池的电压检测结果不准确，另外，若所有电池的电压均高于均衡启动电压，此时所有开关元件124均导通，所有电池均进行均衡放电，导致能量浪费，且发热量较大。

鉴于此，本申请提供一种芯片和电池系统。在该芯片和电池系统中，外置平衡放电限流电阻，仅在芯片上集成平衡放电开关，方便进行散热，有利于提高平衡放电电流的上限，同时方便用户通过调节电阻大小的方式调节平衡放电电流。另外，控制电路只采集平衡放电开关上的压降，即直接从平衡放电开关管的漏极和源极采样电压，在检测电芯电压时，可禁止影响电芯电压的检测结果的平衡放电开关导通，以保证检测到准确的电芯电压。

图2A为本申请第一实施例提供的芯片的结构示意图。如图2A所示，芯片包括芯片主体(图中未示出)和设置在芯片主体上的平衡放电电路(图中虚线右侧电路)，平衡放电电路包括控制电路和至少两个开关器件。在图2A中，示例性地示出至少两个开关器件包括MN(1)、MP(2)……MP(n)，每个开关器件用于与芯片主体外的电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端。

控制电路例如可包括控制逻辑、逻辑运算电路、至少两个采集电路或至少两个比较电路。逻辑运算电路可包括第一或门OR1和至少两个第二或门如OR21、OR22……OR2n。并且，控制电路与每个开关器件的两端耦接，例如，每个开关器件的两端耦接有采集电路或比较电路，控制电路用于在开关器件断开时采集断开的开关器件耦接的电芯的电压，进而根据采集的电芯的电压，确定是否控制至少一个开关器件导通，以对耦接的电芯进行平衡放电。

在上述方案中，每个开关器件与芯片主体外的电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端，控制电路与每个开关器件的两端耦接，并且在采集电芯的电压时可使影响电芯电压的检测结果的开关器件断开，这样能够准确采集电芯的电压，且电阻设置在芯片主体外，方便进行散热，有利于提高平衡放电电流的上限，同时方便用户通过调节电阻大小的方式调节平衡放电电流。

其中，控制电路还可包括第一反相器INV1，最下级开关器件(与电池负极耦接)接地且可为NMOS管，其控制端与第一反相器INV1的输入端耦接，第一反相器INV1的输出端用于接收控制电路发送的控制信号BAL_CTRL(1)，最上级开关器件(与电池正极耦接)可为PMOS管，位于串联的至少两个开关器件之间的开关器件可为以下中的一者：NMOS管、PMOS管、NMOS管和PMOS管的组合。

也就是说，芯片上的平衡放电电路的开关器件的类型的选取具体可如下：

1)、最上级电芯对应的放电开关为PMOS时，控制电路相对简单，因为如果不用电荷泵把电压泵到VDD以上，芯片内的控制信号最高电压就是VDD电位，而如果最上级开关采用NMOS，由于其导通要求VGS>Vth，在最上级开关上就必然会存在大于Vth的压降，而压降乘以平衡放电电流，就会造成大量的片内发热。因此，最上级电芯对应的放电开关选择栅极(gate)接低电位导通的PMOS。

2)、最下级电芯对应的放电开关选择NMOS，因为除非内部使用电荷泵产生低于地电位的负电位，在最下级使用PMOS作为平衡放电开关，就会造成PMOS开关在导通时，承受大于Vth的压降，造成大量的片内发热，因此，最下级电芯的放电开关选择NMOS，并可通过逻辑转换例如第一反相器INV1在导通NMOS开关时对其栅极(gate)输出高电位。

3)、中间级电芯对应的平衡放电开关可采用PMOS和/或NMOS，即可单独采用PMOS，也可单独采用NMOS，还可选择PMOS和NMOS组合共用，同时需要根据开关管的类型选择相应的控制逻辑。

图2B为图2A所示的芯片的一种变型的结构示意图。与图2A所示的芯片的不同之处在于，图2B所示的芯片还可包括外围电路即虚线左侧的电路，外围电路包括至少两个电阻如R(1)、R(2)……R(n-1)、R(n)，至少两个电阻与至少两个开关器件如MN(1)、MP(2)……MP(n)分别串联。

并且，在图2A和图2B所示的芯片中，为了减少芯片的管脚数量(即从虚线右侧伸向虚线左侧的接线的数量)，至少两个开关器件如MN(1)、MP(2)……MP(n)可串联，串联的至少两个开关器件的一端用于与串联的至少两个电芯的第一端如电池负极耦接并接地，串联的至少两个开关器件的另一端用于耦接串联的至少两个电芯的第二端如电池正极；每个开关器件的远离地的端部用于与电阻耦接。例如，开关器件MN(1)的一端接地，另一端耦接电阻R(1)，开关器件MP(2)的远离开关器件MN(1)的另一端耦接电阻R(2)。在相邻两个开关器件中，上级开关器件如MP(2)用于与上级开关器件耦接的电阻如R(2)、下级开关器件如MN(1)耦接的电阻如R(1)串联后，再并联于上级开关器件如MP(2)对应的电芯两端；并且，在控制电路采集电芯的电压时，控制电路控制至少两个开关器件均截止。

举例而言，R(1)与MN(1)串联，并可耦接在电芯Cell(1)两端之间，MP(2)与R(2)、R(1)串联，并可耦接在电芯Cell(2)两端之间，MP(n)与R(n)、R(n-1)串联，并可耦接在电芯Cell(n)两端之间，电芯Cell(1)、Cell(2)……Cell(n)依次串联。

由于控制电路如采集电路或比较电路与每个开关器件的两端耦接，而至少两个开关器件如MN(1)、MP(2)……MP(n)串联，这样开关器件闭合时会影响电芯的电压检测结果，因此，为了保证电芯的电压检测结果准确，在进行电压检测时需要断开开关器件。

也就是说，至少两个开关器件可以有但不限于以下两种情况：

第一种情况——至少两个开关器件未串联，上级开关器件如MP(2)与上级开关器件耦接的电阻如R(2)串联，而未与下级开关器件如MN(1)耦接的电阻如R(1)串联。例如，R1与MN1串联，并可耦接在电芯Cell(1)两端之间；R2与MP2串联，并可耦接在电芯Cell(2)两端之间，R1没有与R2和MP2串联，故在采集电芯的电压时，可仅断开需要采集电压的电芯对应的开关器件。

第二种情况——至少两个开关器件串联，上级开关器件如MP(2)用于与上级开关器件耦接的电阻如R(2)、下级开关器件如MN(1)耦接的电阻如R(1)串联。例如，在图2B中，MP2(上级)与R2(上级)、R1(下级)串联，并可耦接在电芯Cell(2)两端之间。由于其他开关器件闭合，也会影响需要检测电压的电芯的检测结果，所以只要有一个电芯需要电压检测，所有开关器件均截止。

进一步地，如图2B所示，为了过滤电源噪声，外围电路还可包括至少两个电容，至少两个电容与至少两个电阻一一对应，电容的一端与电阻耦接，另一端接地。在图2B中，示例性地示出至少两个电容包括C(1)、C(2)……C(n-1)、C(n)。举例而言，C(1)的一端与R(1)的一端耦接，另一端接地；C(2)的一端与R(2)的一端耦接，另一端接地；C(n-1)的一端与R(n-1)的一端耦接，另一端接地；C(n)的一端与R(n)的一端耦接，另一端接地。

另外，图2A和图2B的芯片可为电池保护芯片，其上集成有电池保护电路，电池保护电路用于对串联的至少两个电芯进行保护。这里的“电池保护电路”可包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护等。另外，电池保护电路可以包括单独的控制逻辑，也可与平衡放电电路共用控制逻辑。

继续参考图2A和图2B，采集电路或比较电路可与开关器件一一对应地耦接。控制逻辑用于输出至少两个第一控制信号CELL_SCAN(n)，第一控制信号CELL_SCAN(n)用于表征是否需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压；并且，控制逻辑与至少两个采集电路或至少两个比较电路的输出端耦接，并用于根据至少两个采集电路或至少两个比较电路的输出结果输出至少两个第二控制信号BAL_DET(n)，第二控制信号BAL_DET(n)用于表征相应的开关器件耦接的电芯的电压是否大于平衡放电阈值电压。

采集电路用于在开关器件断开时采集开关器件耦接的电芯的电压，接着，控制逻辑可将采集电路采集的电芯的电压与设定值进行比较，并输出至少两个第二控制信号BAL_DET(n)。比较电路用于在开关器件断开时采集开关器件耦接的电芯的电压，并将电芯的电压与设定值进行比较后输出比较结果，控制逻辑可根据至少两个比较电路的输出结果输出至少两个第二控制信号BAL_DET(n)。

另外，每个采集电路或每个比较电路还可接收第一控制信号CELL_SCAN(n)，第一控制信号CELL_SCAN(n)用于控制相应的采集电路或比较电路是否进行工作。其中：第一控制信号CELL_SCAN(n)为第一逻辑电平如逻辑高电平，第一逻辑电平表征需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压，并且，第一逻辑电平还可控制相应的采集电路或比较电路进行工作；第一控制信号CELL_SCAN(n)为第二逻辑电平如逻辑低电平，第二逻辑电平表征不需要断开相应的开关器件以采集相应的开关器件耦接的电芯的电压，并且，第二逻辑电平还可控制相应的采集电路或比较电路停止工作。

在一个例子中，比较电路可包括比较器，比较器的第一输出端与开关器件的一端耦接，比较器的第二输入端与开关器件的另一端耦接，比较器的第三输出端可接收第一控制信号CELL_SCAN(n)，比较器用于将第一输入端和第二输入端输入的电压的差值与内部存储的设定值进行比较，并通过输出端输出比较结果给控制电路。

另外，第二控制信号BAL_DET(n)为逻辑低电平时可表征相应的开关器件耦接的电芯的电压大于平衡放电阈值电压。第二控制信号BAL_DET(n)为逻辑高电平时可表征相应的开关器件耦接的电芯的电压不大于平衡放电阈值电压。并且，在电芯的电压大于平衡放电阈值且不需要采集电芯电压时，相应的开关器件可导通进行平衡放电(所有电芯电压均大于平衡放电阈值时所有开关器件均可截止)。在电芯的电压小于平衡放电阈值或需要采集电芯电压时，相应的开关器件截止。

逻辑运算电路例如可包括第一或门OR1和至少两个第二或门如OR21、OR22……OR(2n)。逻辑运算电路可用于对至少一个第一控制信号(如CELL_SCAN(1)、CELL_SCAN(2)……CELL_SCAN(n)中的至少一者)和至少一个第二控制信号(如BAL_DET(1)、BAL_DET(2)……BAL_DET(n)中的至少一者)进行逻辑运算，以输出至少一个控制信号(如BAL_CTRL(1)、……BAL_CTRL(n)中的至少一者)，每个控制信号(如BAL_CTRL(1)、……BAL_CTRL(n)中的一者)用于控制相应的开关器件截止或导通。

其中，第一或门OR1可包括至少两个输入端，第一或门OR1的至少两个输入端对应接收至少两个第一控制信号CELL_SCAN(n)，第一或门OR1的输出端用于输出第三控制信号CELL_SCAN，第三控制信号CELL_SCAN用于表征所有开关器件是否截止。每个第二或门如OR21、OR22……OR(2n)中的一者的第一输入端用于接收开关器件对应的第一控制信号CELL_SCAN(n)，每个第二或门的第二输入端用于接收第三控制信号CELL_SCAN，每个第二或门的输出端用于输出控制信号BAL_CTRL(n)并与至少两个开关器件中的一者的控制端耦接。

图3A为本申请第二实施例提供的芯片的结构示意图。与图2A所示的芯片的不同之处在于，图3A所示的芯片的每个第二或门还包括第三输入端，第三输入端用于接收第四控制信号STOP_BAL，第四控制信号STOP_BAL用于表征所有开关器件对应耦接的电芯是否均需要进行平衡放电。

其中，在所有开关器件对应耦接的电芯均需要进行平衡放电，第四控制信号STOP_BAL为逻辑高电平，在至少一个开关器件对应耦接的电芯不需要进行平衡放电，第四控制信号STOP_BAL为逻辑低电平；控制电路还包括第三或门和第二反相器INV2，第三或门OR3包括至少两个输入端，第三或门OR3的至少两个输入端分别对应接收至少两个第二控制信号BAL_DET(n)，第三或门OR3的输出端与第二反相器INV2的输入端耦接，第二反相器INV2的输出端用于输出第四控制信号STOP_BAL。故第三或门OR3和第二反相器INV2的作用为：若所有电芯的电压均高于平衡阈值电压，则所有电芯可均不再进行平衡放电，此时所有开关器件均截止。

也就是说，当电芯电压高于平衡放电阈值电压时，需要开关器件导通进行放电；但在所有电芯的电压均高于平衡阈值电压时，所有电芯可均不再进行平衡放电，此时所有开关器件均截止。

图3B为图3A所示的芯片的一种变型的结构示意图。与图3A所示的芯片的不同之处在于，图3B所示的芯片还包括外围电路，关于外围电路的相关内容可参见图2B处的相关介绍。

图4为本申请第一实施例提供的电池系统的结构示意图。如图4所示，该电池系统包括串联的至少两个电芯如Cell(1)、Cell(2)……Cell(n)和上述第一实施例的芯片，芯片上的每个开关器件与芯片主体外的至少一个电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端。其中，若芯片为图2A所示的芯片，则电池系统还包括外围电路即电阻如R(1)、R(2)……R(n-1)、R(n)和电容如C(1)、C(2)……C(n-1)、C(n)。

继续参考图4，串联的至少两个开关器件如MN(1)、MP(2)……MP(n)的一端与串联的至少两个电芯如Cell(1)、Cell(2)……Cell(n)的第一端如电池负极耦接并接地，串联的至少两个开关器件如MN(1)、MP(2)……MP(n)的另一端耦接串联的至少两个电芯如Cell(1)、Cell(2)……Cell(n)的第二端如电池正极。

采集电路或比较电路与每个开关器件的两端耦接，并用于在开关器件断开时采集断开的开关器件耦接的电芯的电压，进而使控制逻辑根据采集的电芯的电压，确定是否控制至少一个开关器件导通，以对耦接的电芯进行平衡放电。

图5为本申请第二实施例提供的电池系统的结构示意图。如图5所示，该电池系统包括串联的至少两个电芯Cell(1)、Cell(2)……Cell(n)和上述第二实施例的芯片，芯片上的每个开关器件与芯片主体外的至少一个电阻串联后再耦接于串联的至少两个电芯中的一者的两端。其中，若芯片为图3A所示的芯片，则电池系统还包括外围电路即电阻如R(1)、R(2)……R(n-1)、R(n)和电容如C(1)、C(2)……C(n-1)、C(n)。

在图4和图5中，示例性地示出了包括n节串联电芯的电池系统，虚线左侧为芯片外的电路示意，虚线右侧为芯片主体内的电路示意，MN(1)为第一节电芯Cell(1)的平衡放电开关管，MP(2)为第二节电芯Cell(2)的平衡放电开关管，MP(n)为最上节电芯Cell(n)的平衡放电开关管。

如图4所示，电压采样检测模块即采集电路或比较电路取电压点分别为平衡放电开关管的源端(source)和漏端(drain)，CELL_SCAN(n)作为使能信号(高使能)控制电压采样检测模块工作，控制逻辑通过输出信号CELL_SCAN(n)决定何时进行电芯电压检测，并根据电压采样检测模块输出对第n节电芯电压的判断结果，输出信号BAL_DET(n)决定是否对第n节电芯进行平衡放电。例如，BAL_DET(n)输出逻辑低时，可表示控制逻辑判断可以进行平衡放电。CELL_SCAN是所有CELL_SCAN(n)信号的逻辑或，即只要芯片对任一节电芯进行电芯电压进行检测，CELL_SCAN就为逻辑高，可控制开关器件截止。

BAL_CTRL(n)是控制平衡放电开关的信号，逻辑高时可为禁止平衡放电，逻辑低时可为允许平衡放电。该信号是BAL_DET(n)和CELL_SCAN进行逻辑或的结果，因此，只要CELL_SCAN为高，即便BAL_DEL(n)为逻辑低，BAL_CTRL(n)仍为高，禁止进行平衡放电。这是因为仅内置平衡放电开关器件且至少两个开关器件串联时，某一节电芯进行平衡放电时，不仅会使本节电芯电压检测失真，也会导致相邻电芯的电芯电压检测失真，所以当对任何一节电芯进行电压检测时，芯片内所有平衡放电开关都要截止，以确保检测到真实的电芯电压.

如图5所示，当所有BAL_DET(1)～BAL_DET(n)都为低时，第三或门OR3输出低，经过第二反向器INV2反向，STOP_BAL为高，强制所有平衡放电开关截止。

综上所述，由于平衡放电限流电阻与开关均内置在芯片中且比较器检测电阻与开关上的压降和的方案，芯片内散热会成为限制平衡放电电流上限的瓶颈。本申请的芯片和电池系统，平衡放电限流电阻外置，仅在芯片主体上集成平衡放电开关，比较器耦接在平衡放电开关的两端，在检测电芯电压时，禁止平衡放电开关导通，以保证检测到准确的电芯电压，同时使得平衡放电时，平衡放电通路发热源如电阻置于芯片外部，增大允许的平衡放电电流上限，同时方便用户通过调节电阻大小的方式调节平衡放电电流。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。